Захист від шуму та ультразвуку. Методи боротьби з шумом
При плануванні підприємства найбільш галасливі цехи повинні бути сконцентровані в одному-двох місцях. Належне відстань між гучними цехами і тихими приміщеннями (заводоуправління, конструкторські бюро і т. П.) Має забезпечувати необхідне зниження шуму.
Якщо підприємство розташоване в межах міста, то ці галасливі цеху повинні бути розташовані в глибині підприємства, по можливості далі від житлових будинків.
Усередині самої будівлі тихі приміщення необхідно розташовувати далеко від галасливих так, щоб їх розділяло кілька інших приміщень або огорожа з хорошою звукоізоляцією.
Раніше було показано, що інтенсивність шуму в приміщеннях залежить не тільки від прямого, але і від відбитого звуку. Тому якщо немає можливості зменшити прямий звук, то для зниження шуму потрібно знизити енергію відбитих хвиль. Цього можна досягти, збільшивши еквівалентну площу поглинання А приміщення, шляхом розміщення на його внутрішніх поверхнях звукопоглинальних облицювань, а також установки в приміщенні штучних звукопоглощателей. Цей захід називається акустичної обробкою приміщення.
Властивостями поглинання звуку володіють всі будівельні матеріали. Однак звукопоглинальними матеріалами і конструкціями прийнято називати лише ті, у яких коефіцієнт звукопоглинання а на середніх частотах більше 0,2. У таких матеріалів, як цегла, бетон, величина а мала (0,01-0,05).
Процес поглинання звуку відбувається за рахунок переходу енергії вагається частинок повітря в теплоту внаслідок втрат на тертя в порах матеріалу. Тому для ефективного звукопоглинання матеріал повинен володіти пористою структурою, причому пори повинні бути відкриті з боку падіння звуку і з'єднуватися між собою (незамкнуті пори), щоб не перешкоджати проникненню звукової хвилі в товщу матеріалу.
Найбільш часто в якості звуковбирної облицювання застосовують конструкції у вигляді шару однорідного пористого матеріалу певної товщини, укріпленого безпосередньо па поверхні огородження, або з віднесенням від нього на деяку відстань (рис. 45, а).
В даний час застосовують такі звукопоглинальні матеріали, як ультратонкі скловолокно, капронове волокно, мінеральну вату, деревоволокнисті, мінераловатні плити на різних зв'язках з пофарбованої і профільованою поверхнею, пенополіуретановий поропласт (поролон), пористий полівініл-хлорид, різні пористі жорсткі плити на цементному в'язкому й інші матеріали.
Звукопоглинальні властивості даного пористого матеріалу залежать від товщини шару, частоти звуку, наявності повітряного проміжку між шаром і відбиває стінкою, на якій він встановлений.
Практично товщина облицювання становить 20-200 мм, при цьому максимальне поглинання забезпечується на середніх і високих частотах (а = 0,6-0,9). Для збільшення поглинання на низьких частотах і для економії матеріалу між шаром і огорожею роблять повітряний проміжок.
Вибір конструкції звукопоглощающей облицювання залежить від частотних характеристик шуму в приміщенні і звукопоглинальних властивостей конструкції, при цьому максимуму в спектрі шуму повинен відповідати максимум коефіцієнта звукопоглинання на цих же частотах.
Мал. 45. Акустична обробка приміщень:
а - звукопоглинальні облицювання; б - штучні звукопоглотители; 1 - захисний перфорований шар; 2 - захисна склотканина; 3 - звуковбирний матеріал; 4 - стіна або стеля; 5 - повітряний проміжок; 6 - плита із звукопоглинального матеріалу
Величину зниження шуму в приміщенні (в зоні відбитого звуку) шляхом застосування звукопоглощающей облицювання визначають в децибелах за формулою
де A1 - еквівалентна площа поглинання приміщення до установки облицювання, величина якої може бути розрахована за результатами вимірювань часу реверберації або наближено визначена як А1 = анеоблSпов приймаючи коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення Sn0B рівним аНеобл = 0,1; А2 - еквівалентна площа поглинання після установки облицювання. Величина еквівалентної площі поглинання
де δА - додатковий поглинання, що вноситься облицюванням. Тоді величина зниження шуму (дБ) складе
На робочих місцях виробничих приміщень, куди разом з відбитим звуком приходить і прямий звук від різних джерел, величина зниження шуму за рахунок акустичної обробки приміщення виявляється істотно менше розрахованої за формулою (17).
На ефективність звукопоглинальних облицювань впливає не тільки величина δA, але і висота розташування їх над джерелами шуму, а також конфігурація приміщення. Облицювання, більш ефективні при відносно невеликій висот приміщення (до 4-6 м). Це пояснюється тим, що в низьких приміщеннях великої площі стелю і ІОЛ є основними відбивають світло, а застосування облицювань, як зазначалося вище, засноване на зменшенні відбитого звуку. У таких приміщеннях закрити підлогу поглинає матеріалом зазвичай не представляється можливим, тому облицьовуються тільки стелі; стіни тут майже не грають ролі в відображенні звуку і тому їх не облицьовують.
Навпаки, в високих і витягнутих приміщеннях, де висота більше ширини, облицювання стін дасть більший ефект.
У приміщеннях кубічної форми облицьовуються як стіни, так і стелю.
Установка звукопоглинальних облицювань знижує шум за сумарним рівнем на 6-8 дБ в зоні відбитого звуку (далеко від джерела) і на 2-3 дБ поблизу джерела шуму. Незважаючи на таке відносно невелике зниження, застосування облицювань доцільно з наступних причин: по-перше, спектр шуму в приміщенні змінюється за рахунок більшої ефективності (8-10 дБ) облицювань на високих частотах. Він робиться більш глухим і менш дратівливим; по-друге, стає більш помітним шум свого обладнання, наприклад, верстата, а отже, з'являється можливість слухового контролю його роботи, стає легше розмовляти, поліпшується розбірливість мови.
Якщо стіни приміщення, перекриття виконані світлопрозорими або площа вільних поверхонь недостатня для установки плоскою звукопоглощающей облицювання, для зменшення шуму застосовують штучні (об'ємні) поглиначі різних конструкцій (рис. 45, б), що представляють собою об'ємні тіла, заповнені звукопоглинальним матеріалом, і підвішуються до стелі рівномірно по приміщенню на певній висоті.
Зниження шуму за рахунок установки штучних поглиначів визначають за формулою (17), приймаючи величину
де Ашт - еквівалентна площа поглинання штучного поглинача, п - число поглиначів.
Необхідно відзначити, що сучасна тенденція застосування в промислових будівлях великих засклених поверхонь, перегородок із склоблоків, різних декоративних пластмасових покриттів і т. І. заходів, покращуючи естетичний вигляд підприємства, призводить до погіршення шумових умов, оскільки звукопоглинальні властивості таких конструкцій дуже малі. Тому проведення акустичної обробки подібних приміщень часто є необхідним заходом.
Зменшення шуму на шляху його поширення. Цей метод застосовується, коли розглянутими вище методами неможливо або недоцільно досягти необхідного зниження шуму.
Звукоізолюючі огорожі. Шум з приміщення з джерелом шуму (I) проникає через звукоізолюючі огорожі в тихе приміщення (II) трьома шляхами (рис. 46):
Мал. 46. Шляхи проникнення шуму:
1 - через огорожу; 2 - через отвори; 3 - по будівельних конструкціях
1) через огорожу, яке під дією змінного тиску падаючої на нього хвилі, вагаючись як діафрагма, випромінює шум в тихе приміщення;
2) безпосередньо по повітрю через різного роду щілини і отвори;
3) за допомогою вібрацій, порушуваних в будівельних конструкціях механічним шляхом (удари, ходіння і т. П.).
У перших двох випадках передаються звуки, що виникають і поширюються по повітрю і умовно звані повітряними звуками. У третьому випадку енергія виникають пружних коливань поширюється по конструкціях (по стінах, перекриттях, трубопроводах і т. П.) І потім випромінюються у вигляді шуму. Такі коливання називаються структурними або ударними звуками.
Нижче розглядається ізоляція тільки від дії повітряного звуку. Питання віброізоляції розглянуті в гл. 4.
Найбільш ефективне зниження повітряного шуму можна досягти шляхом установки звукоізолюючих перешкод у вигляді стін, перегородок, кожухів, кабін, вигородок і т. Д.
Сутність звукоізоляції огорожі полягає в тому, що падає на нього звукова енергія відбивається в гараздо більшій мірі, ніж проникає за огорожу.